GIỚI THIỆU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

GIỚI THIỆU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1 Lịch sử mạng thông tin di động.
Để mở đầu cho việc tìm hiểu tổng quan về mạng thông tin di động, chúng ta
cùng nhìn lại lịch sử phát triển của nghành thông tin liên lạc bằng vô tuyến.
Năm 1873 sóng điện từ đã được Maxwell tìm ra nhưng mãi tới năm 1888
mới được Hertz chứng minh bằng cơ sở thực tiễn. Sau đó ít lâu Marcony chứng
tỏ được sóng vô tuyến là một hiện tượng bức xạ điện từ. Từ đó ươc mơ lớn lao
của con người về một điều kỳ diệu trong thông tin liên lạc không dây có cơ sở
để trở thành hiện thực.
Trải qua thời kỳ phát triển lâu dài, tới nay viêc thông tin liên lạc giữa
các đối tượng với nhau bằng sóng vô tuyến đã được ứng dụng rộng rãi. Với kỹ
thuật liên lạc này, mọi đối tượng thông tin đều có khả năng liên lạc được với
nhau ở bất cứ điều kiện hoàn cảnh, địa hình hay bất cứ điều kiện khách quan
nào. Trên cơ sở những ưu điểm của kỹ thuật liên lạc không dây mà kỹ thuật
thông tin ra đời. Cùng với sự phát triển ngày càng cao của công nghệ điện tử
và thông tin, mạng thông tin di động ngày càng phổ biến, giá cả phải chăng, độ
tin cậy ngày càng cao.
Thế hệ thứ nhất: Xuất hiện sau năm 1946, Với kỹ thuật FM (điều chế tần số)
ở băng sóng 150 MHz, AT & T được cấp giấy phép cho điện thoại di động thực
sự ở St.Louis. Năm 1948 một hệ thống đện thoại hoàn toàn tự động đầu tiên ra
đời ở Richmond, Indiane. Là thế hệ thông tin di động tương tự sử dụng công
nghệ truy cập phân chia theo tần số (FDMA) Tuy nhiên, hệ thống này không
đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng trước hết về dung lượng. Mặt khác các
tiêu chuẩn hệ thống không tương thích nhau làm cho sự chuyển giao không đủ
rộng như mong muốn (ra ngoài quốc tế). Những vấn đề này đặt ra cho thế hệ
thứ hai thông tin di động cellular phải giải quyết.
Thế hệ thứ hai: Cùng với sự phát triển của Microprocssor đã mở cửa cho
một hệ thống phức tạp hơn. Thay cho mô hình quảng bá với máy phát công
suất lớn và anten cao là những cell có diện tích bé và công suất phát nhỏ hơn,
đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng về dung lượng. Hệ thống sử dụng công
nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (FDMA) và phân chia theo tần số

(FDMA) mà đặc trưng là mạng GSM, EGSM, DS -1800.
Thế hệ thứ ba: Bắt đầu những năm sau của thập kỷ 90 là kỹ thuật
CDMA&TDMA cải tiến, đáp ứng được việc tăng tốc tốc độ truền và các dịch vụ
trong mạng.
1.2. Mạng thông tin di động GSM.
Từ đầu những năm 1980, sau khi các hệ thống NMT đã hoạt động một cách
thành công thì nó biểu hiện một số hạn chế :
- Vì dung lượng thiết kế có hạn mà số thuê bao không ngừng tăng. Do đó hệ
thống này không còn đáp ứng được nữa .
- Các hệ thống khác nhau đang hoạt động không thể phục vụ cho tất cả các
thuê bao ở Châu Âu, nghĩa là thiết bị mạng NMT không thể thâm nhập vào
mạng TACS và ngược lại.
- Nếu thiết kế một mạng lớn phục vụ cho toàn Châu Âu thì khó thực hiện được
vì vốn đầu tư quá lớn.
Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu phạm vi sử dụng điện thoại di động được rộng
rãi trên nhiều nước, cần phải có hệ thống chung. Tháng 12-1982, nhóm đặc
biệt cho GSM (thông tin di động toàn cầu) được hội bưu chính và viễn thông
Châu Âu CEPT (Conference European Postal And Telecommunication
Administration) tổ chức, đồng nhất hệ thống thông tin di động cho Châu Âu lấy
dải tần 900MHz. Cho đến năm 1989, nhóm đặc biệt GSM này đã trở thành một
uỷ ban đặc biệt của viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu ETSI (European
Telecommunication standart Instute) và các khuyến nghị GSM 900MHz ra đời.
GSM là tiêu chuẩn cho mạng thông tin di động mặt đất công cộng PLMN
(Public Land Mobil Network), với dải tần làm việc (890-960)MHz. Đây là một
tiêu chuẩn chung, điều đó có nghĩa là các thuê bao di động có thể sử dụng máy
điện thoại của mình trên toàn châu âu.
Giai đoạn một của tiêu chuẩn GSM được ETSI hoàn thành vào năm 1990. Nó
liên quan tới các dịch vụ thông tin cơ bản (thoại, số liệu) và tốc độ thông tin “
Toàn tốc- Full rate”, tín hiệu thoại tương tự đã được mã hoá với tốc độ 13 kb/s.
Giai đoạn hai được hàn thành vào năm 1994. Nó liên quan dến các dịch vụ

viễn thông bổ sung vào tốc độ thông tin “ bán tốc - Half rate” tín hiệu thoại
tương tự được mã hoá với tốc độ 6,5 kb/s.
 Các chỉ tiêu phục vụ :
- Hệ thống được thiết kế sao cho thuê bao di động có thể hoạt động ở tất cả
các nước có mạng GSM.
- Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho
các loại dịch vụ khác liên quan tới mạng đa dịch vụ ISDN.
- Tạo một hệ thống có thể hoạt động cho các thuê bao trên tàu viễn dương
như một mạng mở rộng của các dịch vụ di động mặt đất.
- Phải có chất lượng phục vụ ít nhất là tương đương với các hệ thống tương
tự đang hoạt động.
- Hệ thống có khả năng mật mã thông tin người sử dụng để tránh sự can
thiệp trái phép.
- Kế hoạch đánh số dựa trên khuyến nghị của CCITT.
- Hệ thống phải cho phép cấu trúc và tỷ lệ tính cước khác nhau khi được
dùng ở các mạng khác nhau.
- Dùng hệ thông báo hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế. Nếu MS di chuyển
sang vùng định vị mới thì nó phải thông báo cho PLMN về vùng đinh vị mới
mà nó đang ở đó. Khi có cuộc gọi đến MS thì thông báo gọi sẽ được phát
trong vùng định vị mà MS đang ở đó.
1.3. Hệ thống tổ ong.
1.3.1. Cấu trúc mạng GSM.
Mạng tổ ong GSM được cấu trúc từ những đơn vị nhỏ nhất là ô (cell). Trên
sơ đồ địa lý qui hoạch mạng, cell có dạng tổ ong hình lục giác. Trong mỗi cell
có một đài vô tuyến gốc BTS (Base Transceiver Station). BTS liên lạc vô tuyến
với tất cả các máy thuê bao di đông MS (Mobile Station) có mặt trong cell.
Dạng cell được minh họa như sau:
Hình 1.1. Khái niệm về biên giới của cellular
Sáu BTS bao quanh tạo thành các đường biên hình lục giác đều, biểu thị vùng
phủ sóng của một cell. Khi MS di chuyển ra khỏi vùng đó, nó phải được chuyển

giao để làm việc với BTS của một cell khác. Đặc điểm của cellular là việc sử
dụng lại tần số và kích thước của mỗi cell khá nhỏ.
Khoảng cách cell sử dụng
lại tần số
Freq
Group
B
Freq
Group
F
Freq
Group
C
Freq
Group
G
Freq
Group
E
Freq
Group
B
Freq
Group
C
Freq
Group
C
Freq
Group

G
Freq
Group
A1
Hình 1.2. Khái niệm về biên giới của cellular
Kích thước của cell tuỳ thuộc vào số thuê bao trong vùng và cấu trúc địa
lý của từng vùng. Do sự tăng trưởng lưu lượng không ngừng trong một cell
nào đó dẫn đến chất lượng giảm sút quá mức. Để khắc phục hiện tượng này
người ta tiến hành việc chia tách cell xét thành các cell nhỏ hơn. Với chúng
người ta dùng công suất phát nhỏ hơn và mẫu sử dụng lại tần số được dùng ở
tỷ lệ xích nhỏ hơn.
Freq
Group
C
Freq
Group
D1
Freq
Group
F
Freq
Group
A2
Freq
Group
F
Freq
Group
D2
Freq

Group
E
Freq
Group
E
Freq
Group
G
Freq
Group
C
Freq
Group
B